Effects of potassium sulfate fertilization and cultivation systems on shallot bulb phytochemical composition

Efectos de la fertilización con sulfato de potasio y los sistemas de cultivo sobre la composición fitoquímica del bulbo de chalota

Lowland wetlands may alter the phytochemical composition of shallot bulbs. On the other hand, potassium sulfate fertilization may modify these responses. This study aimed to evaluate the effects of potassium sulfate rates on the phytochemical composition of shallot bulbs grown under non-floating and floating cultivation systems. The experiment was conducted in Ogan Ilir, South Sumatra, Indonesia, from June to August 2024 using a randomized block design with five potassium sulfate rates (0, 100, 200, 300, and 400 kg ha⁻¹), three replications, and two cultivation subunits. Alkaloids, saponins, triterpenoids, steroids, antioxidant value, total phenols, and flavonoids were analyzed. Both systems produced bulbs containing alkaloids, saponins, triterpenoids, and steroids. The floating system produced a higher antioxidant value than the non-floating system (1886.68 vs 1121.41 mg L⁻¹), but lower total phenols (42.66 vs 44.21 mg gallic acid equivalents g⁻¹) and flavonoids (133.30 vs 243.15 mg quercetin equivalents g⁻¹). The highest antioxidant values were present at 300 kg ha⁻¹, reaching 1267.30 mg L⁻¹ in the non-floating system and 2229.13 mg L⁻¹ in the floating system, before declining at 400 kg ha⁻¹. Total phenol and flavonoid responses varied with cultivation system and fertilizer rate, rather than increasing consistently. These findings indicate that floating cultivation substantially modifies shallot phytochemical composition and that the potassium sulfate rate should be selected according to the targeted metabolite; 300 kg ha⁻¹ provided the highest antioxidant value under both systems.

Los humedales de tierras bajas pueden alterar la composición fitoquímica de los bulbos de chalota, mientras que la fertilización con sulfato de potasio puede modificar estas respuestas. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos de las dosis de sulfato de potasio en la composición fitoquímica de bulbos de chalota cultivados en sistemas de cultivo flotantes y no flotantes. El experimento se llevó a cabo en Ogan Ilir, Sumatra del Sur, Indonesia, de junio a agosto de 2024 utilizando un diseño de bloques aleatorios con cinco dosis de sulfato de potasio (0, 100, 200, 300 y 400 kg ha⁻¹), tres repeticiones y dos subunidades de cultivo. Se analizaron alcaloides, saponinas, triterpenoides, esteroides, valor antioxidante, fenoles totales y flavonoides. Ambos sistemas produjeron bulbos que contenían alcaloides, saponinas, triterpenoides y esteroides. El sistema flotante produjo un valor antioxidante más alto que el sistema no flotante (1886,68 frente a 1121,41 mg L⁻¹), pero fenoles totales más bajos (42,66 frente a 44,21 mg equivalentes de ácido gálico g⁻¹) y flavonoides (133,30 frente a 243,15 mg equivalentes de quercetina g⁻¹). Los valores antioxidantes más altos se produjeron a 300 kg ha⁻¹, alcanzando 1267,30 mg L⁻¹ en el sistema no flotante y 2229,13 mg L⁻¹ en el sistema flotante, antes de disminuir a 400 kg ha⁻¹. Las respuestas de fenoles totales y flavonoides variaron con el sistema de cultivo y la tasa de fertilizante en lugar de aumentar de manera constante. Estos hallazgos indican que el cultivo flotante modifica sustancialmente la composición fitoquímica de la chalota y que la tasa de sulfato de potasio debe seleccionarse de acuerdo con el metabolito objetivo; la dosis de 300 kg ha⁻¹ proporcionó el mayor valor antioxidante en ambos sistemas.